重金属环境毒理学概述

纲要概述环境中重金属迁移转化与代谢几个常见重金属毒理作用第十章重金属环境毒理学

1重金属环境毒理学概述第1页修改说明1.对全部段落进行了首行缩进。2.P13增加了不一样价态重金属毒害作用3.P19增加了粉尘铅危害4.P20增加了化装品对人体危害5.P51增加了关于镉大米内容重金属环境毒理学概述第2页第一节概述

金属是指比重在4.0以上约60种金属元素或比重在5.0以上45种金属元素。因为砷和硒毒性和一些性质与重金属相同，所以将砷、硒也列入重金属范围内。3重金属环境毒理学概述第3页一、环境中重金属污染起源

金属元素是地壳岩石中天然组成成份。对环境造成严重金属元素污染主要起源是人类生产活动。采矿、冶炼、使用重金属工业生产过程、施用农药(包含Pb、Hg、Cd、As等)，经过废水、废气、废渣将重金属元素及其化合物排放入环境，造成重金属污染。4重金属环境毒理学概述第4页二、重金属与人体关系各种重金属元素在生物体内正常含量均小于人体体重0.01%，属于微量元素。有是人和动物生长发育必需，有是非必需，比如汞、铅、镉等。5重金属环境毒理学概述第5页环境元素与生物元素不停交流并保持动态平衡。当环境污染使局部地域重金属元素浓度过高时，人体从环境中摄入一些金属元素量会超出人体所适应变动范围，这时就对人体健康产生了危害，引发疾病，发生金属中毒，甚至死亡。6重金属环境毒理学概述第6页对于非必需重金属，如汞、镉、铅等，因为它们在环境中含量很低，在生命起源和生物演化早期阶段未被选择利用，生物体对它们适应能力更差。当它们污染环境并进入人体后，对人体危害更大。汞、镉、铅、铬、砷等是当前环境毒理学研究重点。7重金属环境毒理学概述第7页第二节环境中重金属迁移转化与代谢

环境中重金属可发生迁移、浓集与转化。重金属主要经过水介质在环境中迁移转运，也能够经过复杂食物链(网)进行转移。重金属经过食物链在生物界迁移转运，不但可从食物链一级转到另一级，而且在此转运过程中还有逐层浓集放大作用。8重金属环境毒理学概述第8页一、重金属生物迁移因为食物链关系，当重金属被生物吸收入体内而有蓄积时(即吸收量>排泄量)，金属在生物逐层传递过程中便逐步浓集放大。

9重金属环境毒理学概述第9页日本对水俣病病因研究发觉：海水中含汞量约为0.0001mg/L，浮游生物体内汞含量为0.001～0.002mg/L(为海水10~20倍)，吸食浮蝣生物小鱼体内汞含量为0.2~0.5mg/L(为浮游生物200~500倍)，吞食小鱼大鱼体内汞含量为1~1.5mg/L(为小鱼5～25倍)。经过上述食物链生物浓集，使大鱼体内汞含量为海水(起始点)1万～5万倍。重金属浓集放大倍数取决于重金属、生物与环境不一样而有差异。10重金属环境毒理学概述第10页食物链中处于起始点位置是食物生产者，其在重金属浓集中起着主要作用，如水生藻类和陆生植物，重金属可在体内蓄积。由此可见，环境中浓度很低重金属，经过食物链逐层转移浓集，以“植物→动物(肉、内脏、蛋、乳等)→人”方式进入人体，大大提升了人对重金属接触量，从而增加了有毒金属对人体健康潜在危害性。11重金属环境毒理学概述第11页二、重金属转化

环境中重金属因为受各种原因影响，其化学形态可发生转化，从而影响重金属在环境中转归、毒性大小与人体吸收可能性。比如在水环境中重金属，被生物吸收后可在体内发生甲基化作用，无机汞可转化为毒性较高甲基汞。当前已经确定在环境中能够生物甲基化重金属有汞、铅、砷等，其中对无机汞甲基化研究较多。

12重金属环境毒理学概述第12页不一样价态重金属毒害作用Pb醋酸铅>氯化铅HgHg2Cl2<HgS<HgCl<甲基汞Cd普通只有二价一个价态AsAs~(+3)<二甲基砷<As~(+5)CrCr<Cr~(+2)<Cr~(+3)<Cr~(+6)重金属环境毒理学概述第13页三、重金属吸收、分布

（一）吸收环境中重金属普通是经过被其污染食物、饮水、空气及职业性接触，主要经消化道吸收，其次经呼吸道吸收，经皮肤吸收较少。14重金属环境毒理学概述第14页1.经消化道吸收在食物中以离子状态存在重金属，处于溶解状态，可直接被消化道吸收。有些重金属结合在食物有机成份上，有与食物中有机物形成复合物，这些重金属在食物有机成份消化过程中被释放出来，转化成为可溶性物质，被消化道吸收。小肠中段是重金属元素主要吸收部位。15重金属环境毒理学概述第15页影响消化道吸收金属盐类原因以下：

(1)胃肠道内pH

重金属元素在胃液酸性环境中可从食物成份中解离出来，呈离子状态，再在胃内与配体(如氨基酸等)形成复合物后进入小肠被吸收，其吸收率不受肠内碱性环境干扰；绝大部分金属离子在胃液内未形成复合物，进入小肠后在碱性环境中形成不溶性复合物，则不易被吸收。所以，绝大部分摄入金属盐类被排出体外。16重金属环境毒理学概述第16页

(2)年纪影响

乳儿期肠粘膜未成熟，其胞饮作用大于成人，因而对一些金属如Pb、Cd、Fe、Co等吸收率较高。

(3)膳食成份

食物中磷酸盐、植酸盐、纤维素等影响重金属元素吸收。植酸盐能抑制大鼠肠道对铬吸收，而草酸盐能增加铬运转。

17重金属环境毒理学概述第17页

2.经呼吸道吸收

大气中悬浮颗粒物和气体中重金属元素可从鼻咽腔至肺泡整个呼吸道进入机体。愈进入呼吸道深部面积愈大、停留时间愈长、吸收愈多。影响呼吸道吸收原因很多，主要有：重金属元素种类、金属颗粒物大小、金属化合物溶解度；呼吸深度、速率及血液循环速度；肺泡内二氧化碳可增加一些金属化合物溶解度；外界环境气温、湿度、有没有溶剂等。18重金属环境毒理学概述第18页粉尘铅危害轻度中毒时可出现消化不良，饭后上腹不适，嗳气，恶心，腹部不定位疼痛等。急性中毒或慢性中毒急性发作时，可出现腹部绞痛，腹痛多在脐周围或下腹，发作时疼痛猛烈难忍，故名‘铅绞痛’，当前经典铅绞痛已极少见。接触铅后如口腔卫生不好，往往可在齿龈边缘上出现兰线，叫铅线，是由硫化铅细小颗粒堆积而成。

重金属环境毒理学概述第19页

3：经皮肤吸收一些脂溶性重金属及其化合物，如四乙基铅、有机汞化合物、有机锡化合物等可经过皮肤进入体内。假如化装品中含有汞、砷、铅等含量超出一定标准将会对人体造成危害。汞会对皮肤造成刺激，对中枢神经系统影响很大，使人出现记忆力衰退、失眠等症状；铅会造成神经衰弱加重，影响消化系统；砷能引发皮肤色素从容，也会引发神经系统病变。一些水溶性重金属化学物可经过毛囊、皮脂腺和汗腺而进入血液。20重金属环境毒理学概述第20页(二)转运

血液是重金属元素在体内转运主要介质。由消化道吸收重金属元素可直接进入血液，由肺泡吞噬细胞吞噬吸收微粒中金属元素需经过淋巴再进入血液。进入血液金属元素，能够游离状态存在，也可与血中氨基酸、白蛋白等结合，或吸附在红细胞膜上并可进入红细胞内，或与特异转运蛋白结合而运输。21重金属环境毒理学概述第21页重金属在血液中与何种成份结合，直接影响重金属向组织器官转运速度。与血球结合金属转运速度比与血浆结合金属慢，与血浆成份结合金属转运速度比血浆中游离金属离子要慢。金属与血，球及血浆结合分配比，随金属种类和化学形式而异，对金属转运影响很大。

22重金属环境毒理学概述第22页重金属与血浆成份结合可分作三类：

①与血浆中低分子成份结合，是重金属转运、分布和排泄主要形式；

②与血浆蛋白(主要是白蛋白)涣散结合，易分离；

③与特殊重金属蛋白或转运载体蛋白形成牢靠结合，只有靠络合剂或比该重金属结协力更大金属才能将其分离。

23重金属环境毒理学概述第23页

(三)分布重金属元素被机体吸收后在体内各脏器分布随不一样元素而异，同一个元素在不一样组织器官分布也不相同。不一样器官对不一样金属选择性显著不一样。金属元素分布受各种原因影响。比如，经肺吸入汞蒸气主要随血流分布在脑组织中，引发脑损伤；水溶性汞离子，则极难经过血脑屏障，进入脑组织极少；脂溶性较强烷基汞，则可经过血脑屏障进入脑组织中。

24重金属环境毒理学概述第24页

(四)排泄重金属及其代谢产物，主要是经过消化道和胆汁随粪、经肾由尿、经肺随呼吸等路径排出体外；毛发和指甲也可排出微量重金属元素。不一样重金属排泄路径不一样，一个重金属也可由几个路径排泄。普通规律是经口摄入主要经肠道随粪排出(因摄入重金属盐类不易被肠道吸收)。同一个重金属排泄路径也可因剂量和代谢转化而改变。

25重金属环境毒理学概述第25页

(五)体内蓄积

当重金属吸收量大于排出体外量时，重金属就可在体内蓄积起来，尤其是人体内固有重金属贮存库（如骨骼）和重金属蓄积机制(如各种金属巯蛋白可与金属结合而沉积在一些细胞内)等，使多数重金属在体内蓄积具备生理条件。尤其是那些有致癌作用金属如As、Cd、Cr、Ni等。26重金属环境毒理学概述第26页重金属在环境中普通是低浓度、长时期侵入人体、每次进入机体量即使极少，在青少年时期在体内负荷较轻，不过因为对这些重金属接触旷日持久，伴随年纪增加，这些金属在体内量就会逐年增多，由少积多，由机体能够耐受到机体不可低御。尤其那些蓄积在骨骼中重金属，在老年阶段在骨质改建中破骨作用增强而成骨作用减弱时，可将贮存金属释放出来对组织细胞造成危害。27重金属环境毒理学概述第27页第三节几个常见重金属毒理作用

重金属污染环境进入人体后，不易排泄，逐步蓄积，当超出人体生理负荷时就会引发生理功效改变，造成急、慢性或远期危害。重金属对健康危害主要有：慢性中毒、致癌作用、致畸作用、变态反应、对免疫功效影响等。

28重金属环境毒理学概述第28页一、汞毒理作用

1．金属汞金属汞常以蒸气态污染大气，可经过呼吸道进入人体。金属汞易溶于脂质，轻易经过生物膜进行转运和分布，也轻易经过血脑屏障进入脑组织。金属汞在细胞和其它组织中也可氧化成二价汞离子，再转运至肾脏，经肾由尿排出体外，普通对肾不易造成损害。所以，汞对脑损伤先于肾，慢性汞中毒首先出现是神经系统症状。29重金属环境毒理学概述第29页金属汞中毒机理主要是因为二价汞离子与蛋白质和酶中巯基(－SH)反应形成牢靠硫汞键(一SHg一)，改变了蛋白质尤其是酶结构与功效，使细胞代谢紊乱，造成组织器官病变。普通短期二价汞离子毒害是可逆，停顿接触，中毒症状可逐步消失。30重金属环境毒理学概述第30页

2．无机汞化合物包含汞硫化物、氯化物、氧化物及其它汞盐，只有离子态汞才能被吸收(经过胃肠道和呼吸道)。汞离子进入血液后快速分布全身，随之转运聚积于肝脏和肾脏，并经肾由尿排出体外。因为无机汞不易被吸收，普通不易造成肝、肾损害。在短期内摄入大量无机汞盐或误食含汞物质，可引发急性汞中毒。31重金属环境毒理学概述第31页

3．有机汞化合物可将有机汞化合物分为两类：一类为苯基汞和烷氧基汞，在体内易降解为汞离子，其毒理作用类似于无机汞化合物；另—类为烷基汞，如甲基汞、乙基汞、丙基汞等。甲基汞、乙基汞和丙基汞均为短链烷基汞，均属脂溶性，易以简单扩散方式经过生物膜，也易随血流经过血脑屏障进入脑组织。甲基汞能够原形蓄积在脑内，以大脑感觉区和运动区蓄积量较高，尤其在大脑后叶蓄积量最高，致使患者听觉，视觉严重障碍。32重金属环境毒理学概述第32页甲基汞属于高神经毒物质。环境中任何形式汞(金属汞、无机汞、芳基汞等)，均可转化为剧毒甲基汞，称为汞甲基化。

不论在需氧还是在厌氧条件下，一些含有甲基钴氨素(甲基维生素B12)微生物可将甲基转移给无机汞而形成甲基汞。在厌氧条件下合成甲基汞速度比需氧条件下要慢得多。

33重金属环境毒理学概述第33页二、铅毒理作用

1．急性中毒急性铅中毒较少见。当意外摄入大量铅时可发生急性中毒，如含铅餐具(锡器盘、铅壶、彩釉陶器、铅绘料涂里玻璃器皿等)将大量铅溶出进入食物时，食入后可引发中毒。幼儿啃嚼含铅油漆玩具和家俱等也可产生中毒。服用过量含铅药品如黑锡丹、樟丹等一样可引发中毒。

34重金属环境毒理学概述第34页急性中毒时，贫血是主要症状之一；患者口内常有金属味、流涎、恶心、呕吐、便秘或腹泻，并有阵发性腹绞痛；神经系统受铅损伤可出现中毒性脑病。肾受害中毒性肾病，可见近端肾小管功效异常，尿中出现氨基酸、葡萄糖等；肝损伤可引发中毒性肝炎等。个别患者可发生麻痹性肠梗阻，消化道出血等。35重金属环境毒理学概述第35页

2．慢性中毒慢性铅中毒主要症状以下：

(1)血液系统铅能抑制血液中δ—氨基乙酰丙酸(又称δ—氨基酮戊酸)脱氢酶(δ—ALA—D)和血红素合成酶，使血红素合成受到障碍而出现贫血，面色苍白(所谓“铅容”)、心悸、气短、疲劳、易激动及轻度头痛。36重金属环境毒理学概述第36页

(2)神经系统

铅中毒早期常见神经衰弱综合症，表现为头昏、头痛、失眠、健忘、易兴奋等，小儿可出现多动症。铅中毒对中枢神经系统作用是引发脑病。

慢性铅中毒时周围神经也出现症状，最严重经典症状是由桡神经损害引发非对称性腕下垂。37重金属环境毒理学概述第37页

(3)消化系统

慢性铅中毒患者口内有金属味、食欲减退、便秘、腹隐痛。典型症状是腹绞痛，见于中等及较重中毒病例。发作之前，往往先有一段时间顽固性便秘及腹隐痛。多为突然发作，每次连续数分钟至数小时。痛性质为阵发性，多在脐周，也有在上下腹部者。38重金属环境毒理学概述第38页

(4)其它

铅对肾脏有一定损害。慢性铅中毒主要损害肾小管功效。铅还可降低机体免疫功效，使对感染抵抗力降低。39重金属环境毒理学概述第39页

3．生殖毒性与致畸作用

小剂量(0.002~0.2mg/kg)铅和短时间(10天中作用6次)作用，可引发雄性大鼠睾丸和前列腺增重，前列腺肥大，精子生成受到破坏。雌性大鼠动情期紊乱，卵巢皮质层萎缩，卵细胞异常。交尾前或孕期给大鼠注入铅，往往引发流产或死胎，或胎鼠发育不全。调查发觉铅作业女工中发生死胎、流产、畸形及早产者较多。

40重金属环境毒理学概述第40页

4．致癌作用

流行病学调查表明，英国铅管工人支气管肺癌校正死亡率较高，铅对BaP诱发工人肺癌可能有协同作用。给大鼠口服或皮下注射铅盐，可引发肾肿瘤；氧化铅和BaP对仓鼠有协同致癌作用；四乙基铅可使小鼠发生肝癌。41重金属环境毒理学概述第41页

5．毒作用机理铅可与体内一系列蛋白质、酶和氨基酸内官能团，主要是与巯基相结合，从多方面干扰机体生化和生理功效。受铅干扰最严重代谢步骤是抑制呼吸色素(如血红素和细胞色素)生成，经过抑制线粒体呼吸和磷酸化而影响能量产生，以及经过抑制三磷酸腺苷酶而影响细胞膜运输功效。

42重金属环境毒理学概述第42页

（1）影响卟啉代谢

卟啉代谢紊乱是铅中毒主要和较早改变。卟啉是血红素合成过程中中间产物。铅对血红素合成过程中许多酶有抑制作用，其中最敏感是δ-ALA脱氢酶，使ALA形成卟胆原受到干扰；同时又抑制铁络合酶，妨碍了原卟啉与二价铁结合，使血红素合成受到干扰，引发低色素贫血。43重金属环境毒理学概述第43页

（2）损害神经系统

引发末梢神经炎，出现运动和感觉异常，常见伸肌麻痹。

铅还可随血流进入脑组织，造成营养物质和氧气供给不足。发展成为高血压脑病。

幼儿大脑对铅损害远比成人敏感。环境中尤其是大气环境中铅，对儿童智力发展和行为会产生严重影响。

铅还能透过母体胎盘侵入胎儿体内，尤其是侵入胎儿脑组织，危害后代。

44重金属环境毒理学概述第44页

（3）引发血管痉挛

铅中毒可致血管痉挛，造成一系列病症。细小动脉痉挛可引发细小动脉硬化；皮肤血管收缩可引发面色苍白“铅容”；肾小动脉硬化与痉挛可引发肾血流量少，引发中毒性肾病。45重金属环境毒理学概述第45页

（4）对消化系统损害

铅对肝脏损害程度，与接触铅量多少、时间长短、中毒路径相关。铅中毒引发肝脏损害多见于经口服铅中毒者。可引发肝肿大、黄疸、甚至肝硬变或肝坏死。这种肝损伤除了铅可直接损害肝细胞外，也可能是肝内小动脉痉挛引发局部缺血所致。46重金属环境毒理学概述第46页三、镉毒理作用

1．急性毒性镉对胃肠粘膜有刺激作用，故口服镉化合物可引发呕吐，并可引发腹泻、休克和肾功效障碍。人在生产环境中大量吸入镉烟尘和蒸气也可引发急性镉中毒，口有金属味，出现头晕、头痛、咳嗽、呼吸困难、恶寒、呕吐、腹泻等，并产生肺炎和肺水肿。另外，还引发肾功效不良。

47重金属环境毒理学概述第47页

2．慢性毒性

人长久吸入镉尘或镉烟可损害肾或肺。主要症状为肺气肿，嗅觉减退或丧失，牙釉黄色环，肾小管功效障碍，蛋白尿，体力减退等。另外，还有骨软化症，轻度贫血，高血压等。日本神通川流域发生骨痛病是举世皆知因为镉污染引发公害病。因为神通川上游锌矿冶炼排出含镉废水污染了神通川，河水浇灌使镉进入稻田而被水稻吸收。居民长久食用含镉米(每日仅从大米便可摄入300—480µg镉)，并直接饮用被镉污染神通川水，造成骨痛病流行。48重金属环境毒理学概述第48页

3其它损害近年来流行病学调查表明，接触镉工人前列腺癌及肾癌发病率比对照组高。镉还可对动物产生以下慢性损害：①高血压。

②睾丸损害。

③致癌作用。

④致畸形作用。

49重金属环境毒理学概述第49页

4．毒作用机理镉部分毒作用机理可能是镉与含羧基、氨基、尤其是含巯基蛋白分子结合，而使许多酶活性受到抑制。镉离子可与组织蛋白羧基形成不溶性金属蛋白盐，也可与巯基形成稳定金属硫醇盐，从而使许多酶系统活性受到抑制和破坏，使肾、肝等组织中酶系功效受损害。另外，镉还可干扰铜、钴和锌在体内代谢而产生毒作用。50重金属环境毒理学概述第50页镉大米

据调查，10%左右市售大米镉超标。镉对人类危害：人在食用镉超标大米之后，镉在人体内会造成患骨痛病。镉大米中镉起源：首先，采矿企业几乎没有环境保护设施，重金属排污被放任自流地进入土壤农田；另首先，被重金属严重污染土地继续种植大米。最终，重金属超标大米进入市场交易。

重金属环境毒理学概述第51页四、铬毒理作用(一)毒性各种铬化合物毒性强弱不一样。金属铬和二价铬化合物毒性很小或无毒。三价铬化合物较难吸收，毒性不大。六价铬化合物毒性最强，比三价铬毒性大100倍。不论是六价铬还是三价铬，其毒性随化合物不一样而异。52重金属环境毒理学概述第52页

1̣．急性毒性

人口服重铬酸钾致死剂量为3g左右。大量铬盐从消化道进入，可刺激和腐蚀消化道，引发恶心、呕吐、腹痛、腹泻、血便以致脱水。如抢救不及时，则很快休克、陷入昏迷状态。铬对人经呼吸道吸入急性毒性，可见于工业事故。

铬对皮肤急性毒性表现为铬对皮肤刺激和腐蚀作用所引发急性皮肤糜烂及变态反应性皮肤炎。

53重金属环境毒理学概述第53页

2．亚急性、慢性毒性铬经呼吸道侵入，常见于职业接触，对呼吸道有刺激和腐蚀作用，严重时可引发严重病变，如鼻中隔糜烂、甚至穿孔。铬还可引发皮肤溃疡，又称“铬疮”，多发生于手指和手背上，多数是先有外伤，再受铬酸盐溶液作用所致。铬酸雾还对眼结膜有刺激作用，引发流泪，刺激口腔、咽粘膜等。长久接触铬盐粉尘或铬酸雾，还产生全身性影响，可出现头痛、消瘦、贫血、消化不良等。54重金属环境毒理学概述第54页

3．三致作用

六价铬和三价铬都有致癌作用。当前世界公认一些铬化合物可致肺癌，称为铬癌。过去认为只有六价铬才有致癌作用，但在动物试验中发觉，金属铬、焙烧铬矿粉及氧化铬都有致癌活性。致癌作用与铬化合物种类相关，溶于酸不溶于水铬化合物被认为是最危险。

铬化合物致癌潜伏期很长，早期极难发觉，而且铬致癌又为非特异性，所以“铬癌”轻易被忽略。55重金属环境毒理学概述第55页三价铬可透过胎盘屏障，抑制胎儿生长并产生致畸作用。六价铬有较强致突变作用，而三价铬则甚弱。

六价和三价铬化合物可诱发细胞染色体畸变。不一样铬化合物对人体外周血淋巴细胞染色体畸变诱发作用不一样，从强至弱依次为：K2Cr2O7>K2CrO4>Cr(CH3COO)3>Cr(NO3)3>CrCl3。六价铬显示出很强烈诱变性，且呈剂量—效应关系。56重金属环境毒理学概述第56页(二)毒作用机理二价铬易被氧化，在生物体内不存在。三价铬参加正常糖代谢，有激活胰岛素作用，是生物必需微量元素，三价铬在胃肠内不易吸收，故毒性不大。

六价铬化合物轻易被吸收，且有强氧化性，首先能够氧化生物大分子(DNA、RNA、蛋白质、酶)和其它生物分子(使维生素C氧化)，使生物分子受到损伤；另首先在六价铬还原为三价铬过程中，对细胞含有刺激性和腐蚀性，造成皮炎和溃疡发生。57重金属环境毒理学概述第57页五、砷毒理作用(一)毒性作用

1．急性中毒生活性急性砷中毒较常见，如误食砷污染食品、误饮砷污染饮料，误服含砷农药等。大量吸入砷化合物粉尘，首先引发上呼吸道粘膜刺激症状，出现流涕、咳嗽、胸痛及呼吸困难，继而可发生呕吐、腹痛和腹泻。经口摄入大剂量砷几分钟之内就可出现急性砷中毒症状，假如胃内有食物，可推迟几个小时出现。

58重金属环境毒理学概述第58页

2．慢性中毒砷慢性中毒一些症状是其特有，但大部分症状是非特异性，所以，慢性砷中毒经常被忽略。慢性砷中毒主要有以下临床症状和体征：

(1)慢性中毒早期，患者表现为无力、厌食、恶心、呕吐、腹泻等；随即发生结膜炎、上呼吸道炎，且常有鼻中膈穿孔等症状。

(2)皮肤色素从容(砷性黑皮症)，呈褐色或灰黑色弥漫性斑块状，逐融合成大片，多见于眼睑、腋窝及乳晕等受摩擦和皱褶处。59重金属环境毒理学概述第59页

(3)砷性皮肤过分角化，皮肤角质增生变厚、干燥、皱裂，常发生在掌、踱或指、肘及膝关节。

(4)指甲失去光泽，脆而薄，或不规则增厚并出现白色横纹，称Aldrich-Mees's纹；头发也变脆，易脱落。

(5)末梢神经炎，早期表现为蚁走感，进而四肢对称性向心性感觉障碍，四肢无力、疼痛，甚至肌肉萎缩、行动困难、瘫痪。60重金属环境毒理学概述第60页

(6)心血管系统受累，在心电图上可见心肌传导异常，QT间期延长；外周血管系统也受到损伤，肢体血管狭窄，尤其下肢严重，进而发展为完全阻塞，临床表现为间歇发作性脚趾发冷、疼痛、间歇跛行，经过数月或多年可发展到坏死。

61重金属环境毒理学概述第61页

3、砷细胞遗传学效应诱发细胞染色体畸变(CA)：无机砷化合物侵入人体后可诱发细胞遗传物质损伤，造成CA频率增高。长久接触砷污染冶炼工人、用砷制剂治疗皮肤病(如牛皮癣)患者、使用含砷农药农民。诱发细胞姊妹染色单体交换(SCE)和微核(MN)频率增高。从事三氧化二砷作业工人，长久饮用高砷水台湾乌脚病患者，曾用砷制剂治疗皮肤病患者。无机砷化合物也能诱发体外培养人血淋巴细胞和CHO细胞等哺乳类细胞SCE增加。62重金属环境毒理学概述第62页

4．砷分子毒理学效应

(1)砷对生物大分子合成作用不论是三价砷(三氧化二砷、亚砷酸钠)还是五价神(砷酸钠)，对体外培养人血淋巴细胞DNA合成效应都是双相性，即砷化合物在低浓度下能显著刺激细胞DNA合成作用，在高浓度下显著抑制细胞DNA合成。砷不论对DNA合成促进还是抑制，均具明确剂量效应关系，且三价砷比五价砷化合物作用更大，其次序是：As2O3>NaAsO2>NaHAsO4。

63重金属环境毒理学概述第63页(2)砷对细胞基因扩增作用研究发觉亚种酸钠和砷酸钠能引发小鼠3T6细胞中二氢叶酸盐还原酶(DHFR)编码基因扩增，在17个克隆中有9个克隆DHFR基因拷贝数比正常扩增2~11倍。最近研究发觉低浓度砷刺激DNA合成作用可能会造成基因扩增，文件报道DNA复制过剩也会引发基因扩增。人和动物肿瘤细胞中基因是扩增，砷致癌作用可能是经过使与癌发生相关基因(如癌基因)扩增而实现。64重金属环境毒理学概述第64页(3)砷对DNA损伤和修复作用多数学者认为砷化合物对细胞DNA损伤修复功效有抑制作用。砷酸钠能抑制紫外线照射诱发人皮肤组织细胞非预定性DNA合成(UDS)，表明对紫外线照射引发DNA损伤修复活性有抑制作用。三氧化二砷能抑制人成纤维细胞DNA中胸腺嘧啶二聚体剪切，从而也抑制了UDS。65重金属环境毒理学概述第65页»5．砷三致作用

大量流行病学研究和临床观察表明，无机砷化合物与人类几个癌症相关，是确认致癌物；不过，大多数动物诱癌试验表明砷不能诱发动物发生肿瘤。砷不是始发致癌剂，而是辅致癌剂或辅癌剂。大多数试验也表明，砷化合物可促进紫外线(UV)照射和一些化学致突变剂致突变作用。所以，砷又被认为是辅致突变剂或辅突变剂。66重金属环境毒理学概述第66页

(1)砷与突变作用三价和五价无机砷化合物在Ames鼠伤寒沙门氏菌/微粒体酶试验中未能引发基因突变，也不能诱发大肠肝菌色氨酸缺点型菌株发生突变。普通认为砷对人和哺乳动物细胞也没有致突变性，或仅有极弱致突变作用。研究表明，砷化合物对小鼠淋巴细胞胸苷激酶编码基因(TK)没有或仅有微弱致突变作用。67重金属环境毒理学概述第67页

(2)砷致畸作用

连续5天腹腔注射亚砷酸钠(总量为1l~23mg/kg)给ICR雄鼠，4~5周后小鼠精子畸形率显著增加，且呈剂量依赖关系。将砷酸钠(20mg/kg)静脉注射给孕期金色仓鼠，若是在受精后第8天注射，子代可发生露脑畸形；

Luego等人报道一个17岁孕妇在孕期最终3个月服用了砷化合物，生下婴儿体重仅1.1kg，只活了8小时，婴儿肝、脑、肾中砷含量很高。68重金属环境毒理学概述第68页

(3)砷致癌作用国际肿瘤研究机构已经确认无机砷化合物为致癌物。从事砷杀虫剂生产工人、金矿工人以及铜、锌等金属冶炼工人经过呼吸摄入砷，可引发皮肤癌、支气管癌和肺癌，还可引发淋巴瘤和白血病。饮用砷污染水和啤酒可引发肝癌和肺癌。即使砷在流行病学上是确认致癌物，但绝大多数动物试验都不能证实砷致癌性。在全部对人类致癌金属和类金属化合物中，砷是唯一未能经过动物致癌试验证实有其致癌性元素。69重金属环境毒理学概述第69页(二)毒作用机理对于砷毒作用机理，长久以来作了大量研究，发觉砷毒效应产生主要是经过三价砷与巯基结合引发酶失活、五价砷引发氧化磷酸化解偶联、砷酸盐取代磷酸盐参入DNA分子，以及砷对毛细血管壁毒性作用等。

1．砷与巯基结合引发酶失活

2．取代磷酸

70重金属环境毒理学概述第70页1817年瑞典化学家Berzelius发觉了元素硒。因为硒含有一定毒性，早